基于多波长散射光特性的铝合金超精密车削表面粗糙度测量方法研究

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作   者：

何春雷;  张建国;  王姝淇;  任成祖; 

作者机构：

数字制造装备与技术国家重点实验室;  天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室;  天津大学天津市装备设计与制造技术重点实验室; 

关键词：

散射特性;  表面粗糙度;  超精密加工;  测量方法; 

期刊名称：

机械工程学报

i s s n：

0577-6686

年卷期：

2023 年 003 期

页   码：

308-317

摘   要：

针对超精密车削表面，提出一种基于多波长散射光特性的表面粗糙度测量方法，以铝合金为例对该方法进行验证。首先建立超精密车削表面形貌—散射光模型并开展验证实验，定量实验结果证明建立的散射光模型平均误差仅为1%。基于散射光模型研究刀痕纹理方向、刀痕宽度（每转进给量）和刀痕高度（表面粗糙度峰谷值）对镜像光反射率的影响，研究结果证明表面粗糙度是影响镜像光反射率的关键因素。在此基础上进一步建立300～700 nm波长范围内镜像光反射率平均值和表面粗糙度之间的定量关系，基于超精密车削表面的测量结果对该定量关系进行验证。所提出新方法获得的粗糙度测量结果与原子力显微镜测量结果吻合，最大相对误差仅为7.5%。